電力電纜技術(shù)

1、l電纜基本常識及發(fā)展史l電纜設(shè)計與制造l電纜選型l電纜附件l電纜敷設(shè)及安裝l電纜附件的安裝l電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)技術(shù)l電纜故障的測尋l電纜運(yùn)行與維護(hù)l電纜技術(shù)管理l 電纜的定義：（ 構(gòu)成電纜的三要素）l1）導(dǎo)體 l2）絕緣 l3）外護(hù)層l銅電阻系數(shù)為0.0184，比重8.9l鋁電阻系數(shù)為0.031，比重2.703(銅的30%) (66kV及以上不用鋁芯)l我國規(guī)定的線芯截面（mm2）規(guī)格:2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、240、300、400、500、630、800、1000等20種規(guī)格l線芯數(shù)量與形狀：單芯、兩芯、三芯、四芯、五芯等五種，并根據(jù)線芯的數(shù)

2、量，將導(dǎo)線壓成圓形、半圓形、扇形等形狀；小截面實(shí)芯（即獨(dú)股），大截面多股絞合 1.油浸紙絕緣：怕水,需金屬防水層,除500kV及以上超高 壓充油電纜外，基本被交聯(lián)電纜所取代2.橡膠絕緣：乙丙橡膠電纜最高使用電壓已達(dá)150kV。3.聚氯乙烯絕緣：介損大，含氯，運(yùn)行溫度低，一般只 用于6kV及以下電壓等級，將被淘汰。4.聚乙烯絕緣:熔融溫度低(70),最高工作電壓達(dá)500kV5.交聯(lián)聚乙烯:通過化學(xué)或物理方法將聚乙烯分子鏈間 相互交聯(lián)。最高運(yùn)行溫度可達(dá)90，短路時導(dǎo)電線芯 允許的最高溫度可達(dá)250。極大地提高了電纜的安 全載流量和短路容量。其最高工作電壓達(dá)500kV。 從1 kV到220 kV的各

3、種電力電纜中，交聯(lián)聚乙烯是當(dāng)前應(yīng)用最廣的一種絕緣材料，幾乎完全取代了紙絕緣。l作用: 保護(hù)電纜免受外界物質(zhì)的侵入和防止外力損傷。l組成: 內(nèi)襯層（或內(nèi)護(hù)套）、鎧裝層和外被層l材料: 與電纜的絕緣種類、運(yùn)行電壓、使用環(huán)境有關(guān). 如：紙絕緣電纜須有密封的金屬護(hù)套，而中低壓的 橡塑電纜就不需要；埋在地下的電纜需要鎧裝，敷設(shè)在海底的電纜需要鋼絲鎧裝，而敷設(shè)在隧道、排管、電纜溝內(nèi)的電纜又可以不要鎧裝；外被層（或外護(hù)套）是用來保護(hù)鎧裝層或內(nèi)護(hù)套的，一般采用聚氯乙烯或聚乙烯，在需要防火的場所也可做成阻燃型。 l1 、紙絕緣電纜（1880年） 1）統(tǒng)包型 2）分相鉛包型 3）充油電纜l 2、 聚氯乙烯電纜（P

4、VC）（1957年）l 3、 交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）（1960年）l 4、 特種電纜l 5 超導(dǎo)電纜（2000年）l在每相導(dǎo)電線芯上包纏稱為相絕緣紙的油浸紙絕緣帶，在各相線芯絞合成纜的同時，在各相線芯之間的空隙填以紙繩，外面再包纏稱為統(tǒng)包紙的油浸紙絕緣帶，l在統(tǒng)包紙外擠壓上鉛包作防水密封l根據(jù)安裝場地的需要在其外部再加上不同的保護(hù)層l在15kV及以下電壓等級 。l每相有一個接地的鉛包，電力線完全垂直于絕緣紙l在20kV及35kV采用l致命的缺陷氣隙 注：電壓再高時用充油電纜特點(diǎn)：在導(dǎo)電線芯中有一油管，利用單獨(dú)的帶有一定壓力的油箱向電纜充油并保持一定的壓力?？上埥^緣中的氣隙，提高工作電場

5、強(qiáng)度。最高工作電壓已發(fā)展到1100kV。l 交聯(lián)電纜 油紙電纜l介電常數(shù) 20 2.3 3.4l介質(zhì)損耗tg20 0.0005 0.003l體積電阻 .cm 1015 1013l最高運(yùn)行溫度 90 65l允許高差 無 有l(wèi)安裝工藝 簡單復(fù)雜l制造工藝 簡單復(fù)雜l金屬防水層中低壓無全有l(wèi)中性點(diǎn)的接地方式l1） 直接接地l2） 小電阻接地l3） 消弧線圈接地l4） 不接地l結(jié)論： 電纜額定電壓（UO/U）的選 定是由系統(tǒng)的不同接地方式 決定的。 電壓（U/U0 （kV） 厚度（mm） l0.6/1 0.73.0 （大截面厚）l1.8/3 2.03.0l3.6/6；6/6 2.53.2；3.4l6/

6、10；8.7/10 3.4 ； 4.5 l21/35；26/35 9.3 ； 10.5l48/66 14（） l64/110 16.518 .6 （大截面?。﹍127/220 24 .3l（ 注意：U0與試驗(yàn)電壓的選擇） 定義 ： 除電纜本體以外所有電纜安裝用的材料。如終端頭、中間接頭、電纜安裝用的金具、電纜卡子、絕緣材料等。本處僅指電纜終端頭和中間接頭。 終端頭和中間接頭： 電纜線路兩端與其它電氣設(shè)備相連接的電纜附件稱為終端頭，用于戶外的稱戶外終端頭，用于戶內(nèi)的稱戶內(nèi)終端頭；兩根電纜相連接的電纜附件稱中間接頭。 1導(dǎo)體連接好：（1）接觸電阻要小且穩(wěn)定。應(yīng)能承受故障電流的沖擊。 接觸電阻應(yīng)不大

7、于同長度、同截面、同材料導(dǎo)體的電阻的1.2倍。（2） 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。應(yīng)能承受一定的拉力。（3） 耐腐蝕，滿足使用環(huán)境的要求。（4） 價格低廉、便于現(xiàn)場安裝。2絕緣性能高：（1）耐壓強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗低、化學(xué)性能穩(wěn)定。用于戶外時還應(yīng)能耐受紫外線照射和大氣污染。（2）有合理的改善電場分布的措施和與電纜絕緣相匹配的絕緣余度。應(yīng)力錐或應(yīng)力控制管等被用來改善該處的電場分布。3密封性能可靠： （進(jìn)水是電纜附件發(fā)生故障的主要原因之一）4適應(yīng)使用環(huán)境：諸如惡劣氣候條件、耐受紫外線照射及各種污染、水下長期浸泡、機(jī)械拉力或壓力等等。5結(jié)構(gòu)簡單，便于現(xiàn)場安裝1 繞包型：手工與機(jī)械繞制2澆注型 ：一般僅用于10kV

8、及以下電壓等級的中間接頭3 熱收縮型：簡單、安裝方便、價格低廉、適應(yīng)性強(qiáng)，廣泛用于中、低壓等級。4預(yù)制型：特點(diǎn)是集終端頭的內(nèi)外絕緣、密封和改善電場分布的應(yīng)力錐于一體，安裝工藝簡單，絕緣性能好，安裝質(zhì)量易于控制但價格為熱縮型附件的3-6倍。5冷收縮型（也稱常溫收縮型與預(yù)制型電纜附件完全相同，原料也是有三元乙丙橡膠和硅橡膠兩種。 l1 例行試驗(yàn)（出廠試驗(yàn)）l2 抽樣試驗(yàn)l3 型式試驗(yàn)l4 交接試驗(yàn)l5 預(yù)防性試驗(yàn)l注釋：上述第一、二項由制造廠完成； 第三項由制造廠委托權(quán)威試驗(yàn)機(jī) 構(gòu)完成； 第四、五項由使用單位或受使用單 位委托的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)完成。l對任一種新型電纜，制造廠在投入批量生產(chǎn)之前，為了檢驗(yàn)其

9、性能所進(jìn)行的試驗(yàn)。l對同一種類型電纜，型式試驗(yàn)無須重復(fù)。l證明制造廠所生產(chǎn)的電纜符合基本技術(shù)條件l及時發(fā)現(xiàn)有制造缺陷的電纜。l所有出廠電纜均應(yīng)進(jìn)行l(wèi)證明制造廠所生產(chǎn)的電纜符合技術(shù)條件l對部分出廠電纜進(jìn)行，每批按一定比例抽取l檢查電纜及附件的安裝質(zhì)量，并據(jù)此決定電纜能否投入運(yùn)行。l對運(yùn)行電纜定期進(jìn)行l(wèi)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電纜中尚未引發(fā)事故或會影響其正常使壽命的隱患lIEC 60840 AMD 2(1993) 額定電壓30kV(Um=36kV)以上至150kV(Um=170kV)的擠壓絕緣電力電纜的試驗(yàn) 第2號修訂 （高電壓等級電纜參照使用）lIEC 60502-1 （1kV3kV）具有擠壓成型絕緣的電力電纜

10、及其附件 lIEC 60502-2 （6kV30kV）具有擠壓成型絕緣的電力電纜及其附件 l相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)lGB50150-91 lDL/T596-1996 (原電力部部頒標(biāo)準(zhǔn))l (華北電力集團(tuán)公司頒布)(2002)l (天津市電力公司頒布)(2001)l相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)l絕阻l直流耐壓l電纜容性電流很大l絕緣 電壓(kV) 截面(mm*2) 電容(uf/km) 電流Ic(A/km)lXLPE 8.7/10 240 0.34 0.61lXLPE 26/35 240 0.18 1.14l絕緣紙 8.7/10 240 0.58 1.05l絕緣紙 26/35 185 0.27 1.7l結(jié)論：現(xiàn)場難以進(jìn)行

11、電纜的工頻耐壓試驗(yàn) 1）安全措施（注意另一端的安全） 2）注意雜散泄露電流的屏蔽 3）注意與歷史數(shù)據(jù)的比對 4）電纜本體溫度對泄露電流的數(shù)值影響很大（季節(jié)差、試驗(yàn)前電纜負(fù)荷狀況、 電纜埋設(shè)環(huán)境等）l導(dǎo)體直流電阻測定l交流耐壓試驗(yàn)l局部放電試驗(yàn)l外護(hù)層耐壓試驗(yàn)（對護(hù)層絕緣有要求的電纜）l五阻值測量： （主絕緣電阻、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻、銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻）（后四項僅對10kV35kV 等級電纜）l主絕緣耐壓試驗(yàn) （0.1Hz、1300Hz變頻諧振）l交叉互聯(lián)系統(tǒng)l相位檢查l外護(hù)層耐壓試驗(yàn)(66kV及以上）l主絕緣電阻值、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻的測量 (注：發(fā)現(xiàn)外護(hù)套絕緣電阻、

12、內(nèi)襯層絕緣電阻有問題時，進(jìn)行銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻的測量）l交叉互聯(lián)系統(tǒng)（66kV及以上）l主絕緣耐壓試驗(yàn) （ 0.1Hz、1300Hz變頻諧振）l注意: l1. 0.6/1kV電纜使用1kV 兆歐表l2. 0.6/1kV以上電纜使用2.5kV 或5kV兆歐表l因直流耐壓試驗(yàn)而在XLPE 電纜主絕緣中產(chǎn)生的積累效應(yīng)會縮短電纜的使用壽命 （空間電荷效應(yīng)）l直流耐壓試驗(yàn)不能有效的發(fā)現(xiàn)危及XLPE 電纜安全運(yùn)行的缺陷 （阻性分布與容性分布）l結(jié)論:變頻諧振耐壓試驗(yàn)方法最為適宜 (CIGRE 1997)l1）直流耐壓試驗(yàn)（2003年7月1日后停用）l2）VLF 0.1Hz （國外用于30kV及以下） a. 余弦方波電壓法; b. 正弦方波電壓法 （余弦方波電壓法比正弦方波電壓法更有效）l3） 變頻諧振耐壓試驗(yàn)（1Hz300Hz） (耐壓時間的選定)l4） 振蕩波耐壓試驗(yàn) a.初始電壓震蕩幅值4Uo; b.沖擊次數(shù)520次(間隔為2秒)l注：目前各類標(biāo)準(zhǔn)尚處于摸索階段，有待于進(jìn)一步完善。注：1.工作電流僅為諧振前的1/201/50 2.諧振點(diǎn)接近工頻時最為有效 3.結(jié)合局放測量更為理想l五阻值測量： 主絕緣電阻、外護(hù)套絕緣電阻、內(nèi)襯層絕緣電阻、銅屏蔽電阻和導(dǎo)體電阻l 故障性質(zhì)的判斷l(xiāng)故障測尋方法l1